煤矿瓦斯电站发电机房模块化设计探讨

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[摘 要]中煤科工集团南京设计研究院有限公司近十年完成了数十项煤矿瓦斯电站项目的可研、初设、施工图设计。同时，针对单台700KW及以下机组，进行了瓦斯电站发电机房的模块化设计探索，以期提高瓦斯电站设计技术水平，缩短设计周期，减少设计成本，提高工作效率。

[关键词]瓦斯电站；发电机房；模块化

中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0302-01

近十年来，我单位已完成煤矿瓦斯电站可研、初设、施工图共有几十余项，尽管装机规模不同，单机容量不同，但在瓦斯电站主厂房布置上，都存在许多共同之处。根据以往瓦斯电站的规模、设计经验以及现场的反馈意见，为了更方便于今后的设计工作，我单位对瓦斯电站发电机房进行了模块化设计探索，主要针对单台700KW及以下机组，以期提高瓦斯电站设计技术水平，缩短设计周期，减少设计成本，提高工作效率。

一、发电机房工艺布置要求

（一）、发电机组的布置形式

根据煤矿提供的瓦斯发电工程可利用瓦斯量、建设条件、开发利用年限及发电设备的年运行小时数，瓦斯电站所要安装机组的单机容量，从而确定瓦斯电站的建设规模即总装机容量。

瓦斯发电机组可采用集装箱式安装方式或厂房安装方式，该模块设计只针对瓦斯发电机组厂房安装方式。

1、当机组容量在3～12台机组（即3≤n≤12）时，根据业主所提供的场地，尽量选择单列布置。

2、当机组容量在15～30台机组（即15≤n≤30）时，根据业主所提供场地，考虑到操作人员的便利性及经济造价，尽量安排双列布置。

发电机组无论是单列布置还是双列布置，为了降低厂房噪音及减轻发电机组的震动，每台机组需安装消音器，即机组与消音器宜一对一设置。消音器一般安装在厂房外约2500mm的位置。

煤矿瓦斯发电工程内及周边有热用户时，根据业主的需求宜安装余热锅炉，利用瓦斯发电机组的余热供热，可以部分替代或完全替代矿井锅炉房的负荷，利于节能减排，本标准设计全部按有余热锅炉模式。余热锅炉一般安装在厂房外，与消音器在同一侧，距消音器约3500mm的位置。位置的确定还要看现场情况及业主的要求。

（二）、工艺对土建的要求

1、根据以往瓦斯电站的规模、设计经验及现场反馈意见，发电机组中心间距不小于4.5m。

对于700kw以下瓦斯发电机组，每台机组的基础跨度是6m，当机组单排布置时，为了便于发电机组的拆装及运输，在发电机一侧宜留有不小于2500mm的检修空间，另一侧留有不小于1500mm的人行通道；当机组双排布置时，机组的两侧作为人行通道，其距离不小于1500mm，机组之间为检修通道，其距离不小于3000mm。

2、瓦斯发电机组上方，宜设置供机组日常检修用的起吊装置。

3、厂房结构应根据业主要求优化设计，以满足业主对厂房内的温度、采光及通风要求。

二、发电机房建筑结构模式确定

发电机房布置首先要根据工艺布置要求设定柱距，确定横向长度，再根据发电机单机长度、余热锅炉等设备的摆放位置，预留人行通道和设备检修通道，确定厂房跨度。具体内容如下：

1、发电机单列布置时，厂房跨度一般为≤12米，根据工艺起吊要求，厂房高度一般设定在6米至8米即可满足要求。在跨度一侧设置人行通道，一侧设置检修通道，按《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）要求，在检修通道两侧布置外开大门。跨度两侧根据厂房高度设置单层或双层窗，以满足通风和采光要求。

2、发电机双列布置时，厂房跨度一般为18米或21米，根据工艺起吊要求，厂房高度一般大于10米，在跨度两侧预留人行通道，中间设置检修通道，按《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）要求，在检修通道两侧布置外开大门。跨度两侧根据厂房高度设置双层窗，

以满足通风和采光要求。

发电机房跨度不同，相对应的机房建筑及结构布置也不同，设计方案如下：

（一）、跨度小于等于12米的发电机房建筑模式

1、发电机房建筑布置：

机房按发电机台数（3≤n≤12）采用单列式布置，中间柱距为5.0m，边柱距6.0m。以12台为例，最长柱距不小于62.0m，厂房内设1至2台电动葫芦起吊梁。

机房要求自然采光和通风，厂房两侧均设一层采光通风窗，并满足防火、防爆、隔音要求。

机房内按工艺要求设置检修和安全通道。±0.000m层作排水坡度，

并设下水管道，便于冲洗排水，并在适当部位设冲洗水池。

2、结构布置型式：

（1） 跨度小于12m发电机房尽可能采用钢筋混凝土结构形式， 虽然施工周期较长但施工方便且造价较低，一般为设计首选。

（2） 跨度等于12m发电机房尽应可能采用门式刚架轻型房屋钢结构形式，因为可直接采购标准件，不仅大大减少施工人员数量，降低成本，还可提高劳动生产力缩短施工周期，尽早产生经济效益，。

（3） 基础形式根据具体地质报告选型设计。可采用柱下独立基础、杯口基础、桩基等型式。

（二）、跨度等于18米、21米的发电机房建筑模式

1、发电机房建筑布置：

机房按发电机台数（15≤n≤30）采用双列式布置，中间柱距为5.0m，边柱距6.0m。以30台为例，最长柱距不小于77.0m，厂房内设1台单梁起重机。

机房要求自然采光和通风，厂房两侧均设双层窗，并满足防火、防爆、隔音要求。

机房内按工艺要求设置检修和安全通道。±0.000m层作排水坡度，并设下水管道，便于冲洗排水，并在适当部位设冲洗水池。

2、结构布置型式：

（1） 跨度等于18m、21m发电机房尽应可能采用门式刚架轻型房屋钢结构形式，因为可直接采购标准件，不仅大大减少施工人员数量，

降低成本，还可提高劳动生产力缩短施工周期，尽早产生经济效益。

（2） 基础形式根据具体地质报告选型设计。可采用柱下独立基础、杯口基础、桩基等型式。

针对本文所讨论的模块化设计，实际工作中也具有相应的模块化设计图纸，因篇幅所限，对图纸部分进行了省略，仅以文字部分与设计同行和相关专业人士探讨。

参考文献

[1] 《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-2011）[S]. 中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合，2011-12-1.

[2] 《钢结构设计规范》（GB50017-2003）[S]. 中华人民共和国建设部，2003-12-1.